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期刊信息/Journal information
机械设计与制造
机械设计与制造

张义民

月刊

1001-3997

mdm1963@163.com

024-86899120

110032

沈阳市北陵大街56号

机械设计与制造/Journal Machinery Design & Manufacture北大核心CSTPCD
查看更多>> 本刊为月刊，1963年创刊，中文核心期刊，中国期刊方阵双效期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。期刊为大16开国际版本，彩色塑封封面，每期发行量万余册，读者人数超百万。几十年来多次受到国家机械部、中国机械工程学会、新闻出版局、科委等主管部门的表奖，是我国机械行业最有影响的专业刊物之一。
正式出版
收录年代

    基于Workbench对硅片切割加工夹具的优化设计

    刘建吴波
    211-213,219页
    查看更多>>摘要：针对硅棒在切割加工过程中加工精度不足、效率低等问题,研发了一款用于硅棒加工的金刚石切割夹具.为了使夹具系统的性能更好,使用Workbench软件对夹具进行了的静力学分析,求解出夹具的应力应变云图;根据夹具的频率方程,得出夹具前20阶自由模态固有频率,将求解结果与其工作频率进行对比分析;通过选择合适的设计变量,对夹具进行轻量化设计,获取夹具的最优结构尺寸.由于夹具在不同工况下所受的载荷不一样,所以结合VB和ANSYS软件设计了夹具工况分析系统,用于夹具的快速分析和优化,可有效提高夹具的设计效率.

    硅棒夹具工况分析系统

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    薄壁异形件自动化夹具的仿真分析及优化

    张珂牛长青刘思源翁晓明...
    214-219页
    查看更多>>摘要：以线束自动化加工过程中线束接插件变形情况为研究对象,提出了一种用于线束接插件这种类型薄壁异形件的自动化夹具的优化方法.使用有限元分析方法对线束接插件的夹紧过程进行有限元静力学分析和动力学分析,研究尼龙材质的接插件的塑性变形情况.以线束接插件不发生塑性变形为目标,通过静力学分析得出接插件在夹紧状态下能承受的最大静载荷为250N;通过动力学分析得出夹紧过程中夹具允许使用的最大冲击速度99mm/s,从而确定夹具中气缸允许使用的最大缸径为23mm和气缸使用速度的选择范围.然后对自动化夹具进行优化设计,气缸缸径选择为16mm,气缸使用速度为50mm/s,并且制造出物理样机,设计实验来验证优化设计的可行性.实验表明,基于此方法对自动化夹具进行优化,可以将原加工中0.2mm的变形量降低到0.1mm以下,达到企业对线束产品的质量要求.此方法在加工对象为薄壁异形件的同类型夹具设计中均可作为参考.

    薄壁异形件塑性变形夹具设计有限元分析

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    多边形邻域元胞自动机

    唐强袁卫锋
    220-223,228页
    查看更多>>摘要：介绍一种利用元胞自动机思想求解二维弹性力学问题的方法.该算法将问题求解域离散成随机分布的场节点,每个场节点被定义为一个元胞,而其位移则为元胞的状态量.算法规定,每一个元胞都有一个多边形的邻域,此邻域内包含其它元胞.借助于有限元插值思想,算法建立了任意一个元胞状态量和相邻元胞状态量的关系,将二维弹性力学问题的求解转化为元胞状态量的演化.本研究中的演化规则考虑了遗传因素,演化过程具有并行性,因此可提高计算效率.通过随机分布点建立的元胞自动机是一种无网格算法,但在二维问题边界附近可以与有限元网格无缝连接,因此在固体力学计算中具有较好的应用前景.数值算例验证了算法的合理性和可行性.

    多边形邻域元胞自动机无网格法并行计算

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    含局部减薄缺陷压力管道承载能力研究

    代巧彭剑刘浩浩
    224-228页
    查看更多>>摘要：局部减薄缺陷会降低压力管道的承载能力,影响管道的安全运行.通过应力强度评定、极限载荷分析及安全评定标准三方面对含局部减薄缺陷压力管道的承载能力进行系统研究,研究了缺陷尺寸(缺陷相对轴向长度,缺陷相对环向角度,缺陷相对深度)对许用载荷、极限载荷和安全评定载荷的影响规律.结果表明,在内压作用下,缺陷相对深度对管道的承载能力影响最大,缺陷相对轴向长度次之,缺陷相对环向角度的影响最小.对比分析发现许用载荷和安全评定载荷基本吻合,极限载荷值高于许用载荷值34.92％左右;许用载荷与安全评定载荷的比值会在一定范围内波动,存在缺陷尺寸相关性;极限载荷值与许用载荷值的比值和局部减薄缺陷的尺寸无关.相对于极限载荷,许用载荷、安全评定载荷是安全的,符合工程应用的要求.

    局部减薄缺陷压力管道承载能力许用载荷极限载荷安全评定载荷

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    双层厚壁圆筒过盈装配时的应力解析解

    李进董海防马良涛胡勇...
    229-232页
    查看更多>>摘要：针对由两种力学性能不同的金属材料组成的双层厚壁圆筒推导出在过盈装配时的最佳设计应力解析解.探讨了内外径比、材料的屈服强度比值的影响特性.结果表明:最佳界面半径与内外径、外内层材料屈服强度比值有关.最佳界面压力只与内外径比、外层材料的屈服强度及外内层材料的屈服强度比值有关;与材料的弹性模量和泊松比无关,最佳界面压力随着和外层材料的屈服强度的增大而增长,增长的幅度同时也随值的增大而显著增大.最佳过盈量与内外径比、外层材料的屈服强度及外内层材料的屈服强度比值、界面半径、材料的弹性模量和泊松比有关.针对海洋核动力平台示范工程项目中使用的系泊头轴承的算例分析,计算出该双层组合厚壁圆筒的最佳界面半径为870mm、最佳界面压力为8.31MPa、最佳过盈量为0.4048mm.

    双层厚壁圆筒过盈装配最佳界面压力海洋核动力平台示范工程

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    五轴机床后处理旋转角求解及优选研究

    章鸿
    233-235,240页
    查看更多>>摘要：通过五轴机床的运动学方程,可以逆解刀轴矢量与两个旋转轴转角的数学关系,在CAM软件后处理过程中,A、C的角度解可能存在多个取值.通过定义最短旋转圆路径,限制C轴的转动角度范围为[-180°,180°],以改进C轴的转角运动.仿真和实验证明,所提出的后置处理旋转角改进方法能够避免A-C轴转动角度的突变,使A、C轴旋转运动连续、平稳,避免发生过切与干涉,对于五轴机床的实际加工应用有非常明显的意义.

    五轴机床CAM后置处理转角优化刀路轨迹仿真

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    神经网络在风力机翼型气动性能优化中的应用

    王邦祥陆金桂王京涛
    236-240页
    查看更多>>摘要：针对风力机翼型优化计算量大的问题,提出了一种基于计算流体力学和神经网络气动性能近似计算的翼型优化方法.首先根据茹科夫斯基翼型理论构造了翼型参数化表达方法,以多工况条件下的翼型气动性能为目标函数,选取翼型表达式中的12个参数为设计变量,建立了翼型气动性能优化模型.然后用优化拉丁方采样方法获得翼型样本设计空间,通过计算流体力学方法获取每个样本的气动性能,利用神经网络对样本集进行非线性拟合,构建神经网络翼型气动性能近似计算模型.遗传算法在寻优时,用近似计算模型代替耗时的流场计算,最终得到最优解.并通过此方法对FFA-W3-301翼型进行优化,优化后翼型具有更佳的气动性能,优化结果表明此优化方法具有可行性.

    风力机翼型神经网络气动性能遗传算法优化

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    "双8字"无碳小车关键结构设计与分析

    韩书葵节茂岩林传熙张胜杰...
    241-245,249页
    查看更多>>摘要："双8字"无碳小车是以重力势能为动力,按照预定轨迹进行运动,可以实现连续避障的三轮小车.首先对于小车机构及轨迹进行分析,针对"双8字"无碳小车的运动轨迹设计了"双8字"小车中曲柄摇杆机构和不完全齿轮机构,并根据小车的运动速度和运动特点设计了差速机构,同时为补偿加工及装配误差设计出了小车微调机构,给出微调机构的调节方法,最后基于设计方案对"双8字"无碳小车轨迹进行了仿真,验证小车在行走过程中的重要部件与小车运动轨迹之间的关系,为小车的设计与分析提供了可靠依据.

    无碳小车双8字运动轨迹仿真

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    室内移动机器人主动SLAM技术研究

    刘光伟王巍祁贤雨李明博...
    246-249页
    查看更多>>摘要：为提高移动机器人自主探索室内未知环境的能力,基于实时获取的里程计和激光雷达数据,提出了一种面向室内环境的主动SLAM算法.首先利用激光雷达高精度特性,进行高频率的扫描匹配,提高了机器人定位和建图精度.同时基于实时地图,通过边界探索算法实现了机器人自主、高效遍历室内环境,并建立全局地图.鉴于室内环境通常是动态的,在全局路径规划的基础上引入局部路径规划,实现了机器人运动过程中的实时避障.使用Kobuki移动机器人平台在室内环境中进行了实验验证,实验结果表明该算法在小规模室内场景下的建图精度约为5cm,全程用时约为人为遥控方式的1.5倍.

    主动SLAM扫描匹配边界探索动态环境路径规划

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    球形机器人非线性PID控制器研究与设计

    廖丹高宏力邱德军应宏中...
    250-253页
    查看更多>>摘要：针对一种非完整约束的典型欠驱动系统对象球形机器人,计算系统二阶非线性微分方程形式的动力学模型并验证其正确性,为非线性控制器的设计与研究提供基础.设计一种并联非线性PID控制方法,该方法将球形机器人系统看做两个单输入系统的组合,并针对每个单输入系统设计并联非线性PID控制器.在Simulink仿真实验中,证明了该控制策略能够实现机器人在平衡点附近的平衡控制与运动控制,同时在存在外界干扰情况下该控制器仍具有较好的响应特性和稳定性.

    球形机器人欠驱动系统动力学模型拉格朗日方程非线性PlD

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